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一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器及其制備方法與流程

文檔序號:12065722閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,該電容器包括自下而上依次設(shè)置的襯底基片、下部電極、氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合電介質(zhì)薄膜及上部電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,所述的氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合電介質(zhì)薄膜質(zhì)地均勻,厚度為200~350nm,介電常數(shù)10~14,擊穿場強達570MV/m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,所述的襯底基片為硅片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,所述的上部電極及下部電極為具有陽極氧化能力的閥金屬薄膜,選自Al薄膜、Ti薄膜、Zr薄膜、Cu薄膜或Ni薄膜中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,所述的上部電極及下部電極的厚度相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,所述的上部電極及下部電極的厚度為150~250nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器,其特征在于,所述的下部電極涂覆在襯底基片上,所述的上部電極沉積在氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合電介質(zhì)薄膜上。

8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器的制備方法,其特征在于,該方法采用以下步驟:

(1)制備氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合前驅(qū)膠體:

(1-1)往鋁醇鹽溶液中加入乙酰丙酮,攪拌混合后,再加入冰醋酸,再繼續(xù)攪拌混合,冷卻過濾后,得到溶膠前驅(qū)體;

(1-2)在制備好的溶膠前驅(qū)體中加入納米二氧化鈦粒子,在80℃下攪拌均勻,形成復(fù)合前驅(qū)體;

(2)采用磁控濺射或蒸發(fā)鍍膜法在沉底基片上制備一層導(dǎo)電薄膜,作為下部電極;

(3)將氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合前驅(qū)體采用旋涂法涂覆在下部電極的表面,進行此過程5~9次,每次涂覆后進行熱處理,達到所需厚度后在450~520℃的溫度下退火處理2~4h,制得氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合電介質(zhì)薄膜;

(4)采用蒸發(fā)鍍膜法或磁控濺射法在氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合電介質(zhì)薄膜上制備一層具有陽極氧化能力的薄膜,作為上部電極,得到電容器單元;

(5)將制備好的電容器單元或?qū)㈦娙萜鲉卧M合,通過絕緣介質(zhì)進行封裝固化,再進行兩端引線,制得高儲能密度固態(tài)薄膜集成電路電容器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器的制備方法,其特征在于,

步驟(1-1)中所述的鋁醇鹽溶液為異丙醇鋁溶液,將異丙醇鋁研磨后,加入乙二醇乙醚,超聲10~20min后,再于20~150℃下攪拌均勻制得的濃度為0.01~0.1mol/L的異丙醇鋁乙二醇乙醚溶液,

步驟(1-1)中,鋁醇鹽溶液、乙酰丙酮和冰醋酸的添加量滿足鋁醇鹽、乙酰丙酮和冰醋酸的添加量比為0.04mol:(0.01~0.1)mol:(1~50)mL,在鋁醇鹽溶液中加入乙酰丙酮,于20~150℃下攪拌均勻,然后加入冰醋酸,于20~150℃下攪拌均勻。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有高儲能密度固態(tài)電介質(zhì)電容器的制備方法,其特征在于,步驟(1-2)中,氧化鋁和納米二氧化鈦粒子的摩爾比為(0.5~10):100;納米二氧化鈦粒子的粒徑為5~30nm。

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